基于4G通信的汽车远程监控系统设计与实现

2020-11-27尹训俊郭晓林

商品与质量 2020年10期

尹训俊郭晓林

陆军装甲兵学院北京 100851

为了对汽车实现良好的远程监控，以便及时掌握汽车的运行状态、位置及故障信息等，汽车远程监控系统开始被应用到汽车的行驶之中。将4G通信应用到汽车远程监控系统之中，必将为汽车远程监控系统的设计与实现提供更多的便利，以此来保障系统运行的高效性和准确性，确保汽车的安全稳定运行。

1 总体结构设计

本次研究的汽车远程监控系统主要组成部分是远程监控中心和车载监控终端。通过车载监控终端，可以自主对CAN通信协议加以制定，然后对汽车各个部件的数据信息实现实时采集，并借助于GPS定位模块来实现汽车位置信息的实时获取，最后借助于Internet网络以及4G网络的通信形式将采集到的数据传输给远程监控中心[1]。远程监控中心主要负责对来自于车载监控终端传输过来的数据进行接收，然后对接收到的数据进行解析，并将解析好的数据储存在应用服务器中的数据库服务器和定位服务器之中。这样就实现了对汽车运行状态、故障信息以及汽车位置的远程监控。在此过程中，客户可以借助于网页客户端来实时查看汽车实际的运行状况、位置以及相关的故障信息等。

2 终端数据采集系统

在车载监控终端，数据采集系统的主要功能模块有三个。其一是CAN模块，该模块主要是借助于CAN总线来实现和汽车之间的通信，并对汽车行驶过程中的各项数据进行采集。其二是GNSS/GPS模块，主要可以对汽车运行的GPS信息数据进行获取，然后将采集到的数据按一定的格式进行打包处理。其三是GSM/4G模块，它可以将上述两个模块所采集到的信息通过4G网络传递给远程监控中心服务器，在接收到相应的信息之后，远程监控中心会根据实际情况将相应的命令发送到车载监控终端，以此来实现对汽车的远程控制。

3 系统模块设计与实现

3.1 用户信息查看模块

主要对用户的登录信息验证进行设计，并为用户提供信息显示和查询功能。用户打开客户端网页，可以在登录界面输入账户和密码，登录成功之后，就可以查看个人信息和车辆信息。其中包括用户的姓名、驾驶员ID、车牌号、汽车的品牌、颜色和款式等。

3.2 状态监控模块

随着当今互联网技术的不断发展，人和汽车之间已经不仅仅局限于驾驶与被驾驶的关系，而是形成了一种良好的交互关系。用户可以借助于网页客户端对车辆的实时运行信息进行查看，比如汽车的运行速度、行驶里程、故障信息等。通过这种方式，不仅使汽车行驶更加安全可靠，也可以给用户带来更多的安全感。

通过汽车状态监控界面，汽车运行的各项参数信息都将以数据的方式显示出来。其实现过程如下：首先对Monitor（）函数进行调用，然后借助于AJAX异步通信这一方法将相应的请求和命令发送到服务器，该请求的URL是StateServlet?time=+newDate（）.getTime（），StateServle接收到了请求之后，就会将相应的数据取出，然后将其封装为JSON格式，以此来做出响应。最后就可以将数据解析出来，并将解析好的数据通过网页的形式呈现给用户[2]。

3.3 故障报警模块

汽车故障报警界面的设计需要严格遵循我国的相关规定，以此来实现各项故障参数的合理设置。借助于汽车报警界面，可以对汽车报警级别及故障部位做出准确判断，比如温度的差异、电机控制器问题等。在实际应用的过程中，若汽车故障报警界面为绿色，则说明汽车运行状况良好；汽车故障报警界面为红色，则说明汽车已经出现故障。此时，监控中心可以将故障报警信息发送给车载监控终端，系统会帮助用户及时找出故障部位，并及时将故障排除。

3.4 实时定位模块

借助于汽车实时定位模块，可将汽车的位置信息以及轨迹信息以地图的形式实时显示在网页客户端上。在传统的汽车定位之中，应用的是一些专用的商业软件，且十分昂贵，实施起来也有着一定的难度。随着网络技术不断发展，百度地图已经具备了足够的开放性。因此在汽车实时定位模块的设计过程中，可以将百度地图下载并合理应用。在本次所研究的系统之中，不仅应用到了百度地图，还申请了密钥和程序的对应，进而实现了相应密钥名称的创建，以此来实现百度地图的直接调用。实际上，百度地图的开发就是借助于JavaScriptAPI对百度地图进行Web开发，借助于其自身所具有的丰富程序接口，可以在Web端开发出有着完善功能和强大交互性的地图。在使用过程中，用户可以对地图进行放大、缩小、移动等的操作，并能够借助于地图来进行导航。同时，借助百度地图，可以对汽车的实时定位信息进行获取，也可以对其行驶的轨迹进行回放。

汽车实时定位模块主要是通过Location函数的调用来实现，借助于AJAX异步通信的方法将请求发送给服务器，在服务器接收到请求之后，会将queryLonation函数所对应的数据库进行调用，以此来实现相应的操作，数据库会将汽车最新的经度和纬度坐标数据提取出来，然后将其封装成JSON格式，以此来响应之前的请求[3]。最后，服务器会将获取到的坐标解析出来，并调用Show函数，将汽车的实时位置信息在网页客户端界面上显示出来。